[发明专利]CFB锅炉汽包水位系统的无模型自适应去噪控制方法

说明书

本发明涉及一种CFB锅炉汽包水位系统的无模型自适应去噪控制方法，包括下列步骤：采集汽包水位，即输出信号，以阀的开度作为控制信号；汽包水位数据去噪处理：采用改进的跟踪微分器，对汽包水位数据进行去噪操作，获得在不同的k时刻得到不包含噪声干扰的汽包水位数据；特征参量求取；控制信号，即阀开度u(k)的求取；通过阀开度控制汽包水位。

技术领域

本发明涉及一种CFB锅炉汽包水位系统的无模型自适应去噪控制方法，属于CFB锅炉优化控制领域。

背景技术

随着国民经济的增长,能源消耗急剧增加,能源与环境成为当今社会发展的两大问题。我国是产煤大国,也是用煤大国,目前一次能源消耗中煤炭占76％,而煤炭中有84％直接用于燃烧。随着煤炭消耗的不断增长,特别是低质煤的使用,因转换效率低造成的资源浪费和无控制排放造成的环境污染问题变得愈加严重。常规煤炭燃烧装置,对煤种的适应性差,并且缺乏经济和有效的煤气脱硫系统,是造成普遍低燃烧效率和环境污染的最主要原因。因此,寻求一种高效、低污染燃煤技术,开发新的燃烧设备成为当务之急。

循环流化床锅炉(CFB锅炉)是本世纪80年代发展起来的一种新型锅炉,作为新一代洁净燃煤技术,具有许多其它燃烧方式没有的优点:

(1)可实现在燃烧过程中直接脱硫,脱硫效率高且技术设备经济简单；

(2)燃料适应性广,特别适合于低热值劣质煤；

(3)排出的灰渣活性好,易于实现综合利用,无二次灰渣污染；

(4)负荷调节范围大,低负荷可降到满负荷的30％左右。

在我国目前环保要求日益严格,电厂负荷调节范围较大,煤种多变,原煤直接燃烧比例高,燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下,CFB锅炉由于其诱人的优点己成为电力行业首选的新型燃煤技术[1-3]。

为了使锅炉燃烧发电效率最大化，对CFB锅炉各个部分的控制也至关重要，包括燃烧过程的控制、床温控制和汽包水位控制[4-6]等。其中CFB锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个重要指标，因此对于此部分的控制意义重大。研究表明，该部分具有非线性、难建模、伴随噪声干扰和参数缓慢变化特性。基于传统的PID控制方法虽然操作简单、适用范围广，但由于其自身的结构缺陷，对于非线性等复杂系统的控制仍具有跟大的局限性。后来出现的自适应控制、最优控制[7-8]等，虽然能处理复杂工业过程，但他们对于控制对象模型的精确构建具有很强的依赖性。从而需要一种不依赖于模型也有较好控制效果的控制算法。同时，为了能解决噪声干扰的问题，众多学者基于小波变换提出了不同的去噪方法[9-11]，但是这些方法加大了操作难度且很少能应用到实际控制过程中。在这个研究基础上，同时考虑到系统难建模和伴随噪声干扰的特性，更需要一种新的控制方法来解决这一问题。

由以上分析可见，目前对于CFB锅炉汽包水位系统的控制还有待进一步的完善和创新。针对实际汽包水位系统伴随噪声干扰和难以建立可以实现控制的精确数学模型等特性，需要一种新型的去噪和不需要精确数学模型的算法，且该算法相对简单、易于实现，因此提出一种新的控制方法。

参考文献

[1]李明富.循环流化床锅炉的特点与发展现状[J].工程与技术,2001,7:272-272.

[2]周一工.循环流化床锅炉的发展现状与前景[J].黑龙江电力技术,1997,7:146-150.

[3]牛培峰等.循环流化床锅炉热工自动控制系统与展望[J].动力工程,1998,18(6):39-46.

[4]傅彩芬，谭文.循环流化床锅炉燃烧系统的控制研究[J].热能动力工程,2016,31(2)66-73.

[5]白建云，李金霞，范常浩.基于预估补偿的循环流化床锅炉床温控制优化[J].自动化与仪表，2017，32(6)：47-50.